畫面間冗贅

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第6章
視訊編碼之原理
介紹
• 視訊訊號可以壓縮,因為它含
– 編碼冗贅
• Huffman 編碼, 算術編碼
– 像素間冗贅
• DPCM, ADPCM
– 畫面間冗贅
• 最主要
畫面間冗贅
• 畫面與畫面間呈現出
極大的相似性
動作補償預測編碼
• 方塊圖
動作估計演算法
• 完全搜尋
完全搜尋
• 假設目前畫面的巨方塊之像素為 C(x+k,
y+l),而參考畫面中的像素為 R(x+i+k,
y+j+l),我們定義
1 M 1 N 1
MAE(i, j ) 
C ( x  k , y  l )  R( x  i  k , y  j  l )

MN k 0 l 0
其中 -p≤u, v≤p
• 這個誤差準據一般稱為平均絕對誤差
(MAE)或者平均絕對差(MAD)
完全搜尋
• 每一個巨方塊的整體計算複雜度為
(2p+1)2 × MN × 3
• 假設視訊的畫面率為 F,每一張畫面的解析
度為 I×J,則整體計算複雜度為
IJF
(2 p  1) 2  MN  3 運算秒
MN
• 完全搜尋相當費時,但是保證可以找到最
小的MAE 值
二維對數搜尋
-6 -5 -4 -3 -2 -1
6
5
1
3
2
3
5
4
5
5
5
5
4
3
2
3
3
2
2
1
2
1
1
1
1
-1
-2
-3
-4
-5
-6
1
4
5
4
6
三步驟搜尋
-6 -5 -4 -3 -2 -1
1 2 3 4 5 6
6
5
4
3
2
1
1
3
3
3
3
2
3
3
3
3
2
2
1
2
2
2
2
2
1
1
1
1
1
1
1
-1
-2
-3
-4
-5
-6
一維平行階級搜尋
利用像素次取樣計算 MAE
•
•
•
•
(2i, 2j) : 1
(2i, 2j+1) : 2
(2i+1, 2j) : 3
(2i+1, 2j+1) : 4
1 2
1
2 1
2
1
2
3 4
3
4 3
4
3
4
1 2
1
2 1
2
1
2
3 4
3
4 3
4
3
4
1 2
1
2 1
2
1
2
3 4
3
4 3
4
3
4
1 2
3 4
1
3
2 1
4 3
2
4
1
3
2
4
利用像素投影計算 MAE
• 投影向量
• MN  M+N
階級式搜尋
低複雜度的比對準據
• 像素差分類(PDC)
BPDC (i, j )   and { xnor (Ct1 ( x  k , y  l ), Rt1 ( x  i  k , y  j  l ))}
k
l
• 二階匹配準據(BPROP)
BPROP(i, j )   xor (Ct1 ( x  k , y  l ), Rt1 ( x  i  k , y  j  l ))
k
l
• 像素差計數準據(DPC)
DPC (i, j )   and { xnor (Cq ( x  k , y  l ), Rq ( x  i  k , y  j  l ))}
k
l
• 位元平面匹配準據(BPM)


BPM (i, j )   xor (C ( x  k , y  l ), R( x  i  k , y  j  l ))
k
l
低複雜度的比對準據
• H.263、完全搜尋、Foreman、QCIF、12 fps
半像素精確度之動作估計
半像素精確度之動作估計
• 兩步驟
– 整數像素精確度
– 圍繞 (u,v) 的四周的八個半象素搜尋位置
• 課文中有快速演算法
多畫面之動作估計
• B 巨方塊
• 可以更多
參考畫面
(H.264)
• 錯誤免疫
力

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